家蚕空泡型ATP酶（V-ATPase）基因的基本信息及表达特征

【目的】鉴定家蚕（Bombyx mori）中的空泡型ATP酶（vacuolar-type ATPase, V-ATP酶）A、B亚基的编码基因,并调查其在家蚕幼虫5龄第3天不同组织和上蔟时期丝腺不同区段的表达特征。【方法】利用生物信息学的方法鉴定家蚕的V-ATP酶A、B亚基的编码基因并在线预测V-ATP酶两个亚基所具有的结构域,采用软件将其分别与其他物种中V-ATP酶A、B亚基的氨基酸序列进行同源序列比对和进化树的构建,通过荧光定量PCR技术分析家蚕V-ATP酶A、B亚基的编码基因在5龄第3天家蚕各组织的表达情况。进一步利用向家蚕幼虫上蔟时期的气孔注射pH值指示剂溴酚蓝,对丝腺进行染色,通过颜色变化对丝腺不同区段的pH值进行调查。最后,采用荧光定量PCR对家蚕上蔟时期丝腺不同区段V-ATP酶A、B亚基编码基因的表达情况进行分析。【结果】获得了家蚕V-ATP酶A、B亚基的编码基因BGIBMGA008295(GenBank登录号NM_001098359.1)和BGIBMGA002241(GenBank登录号NM_001098358.1)。结构域预测发现这两个亚基均具有3个非常保守的结构域,分别为位于N端的β筒结构域、序列中部的核苷酸结合结构域和C端结构域。将这两个基因编码的V-ATP酶A、B亚基的氨基酸序列与其他物种V-ATP酶A、B亚基的氨基酸序列进行同源性比对和进化树的构建,同源比对结果发现不同物种中V-ATP酶A、B亚基的氨基酸相似度为90%,保守结构域间相似度高达95%以上,说明不同物种间V-ATP酶A、B亚基高度保守。进化树显示家蚕V-ATP酶A、B亚基与同属于鳞翅目的其他昆虫的V-ATP酶A、B亚基亲缘关系较近。5龄第3天家蚕各组织中V-ATP酶A、B亚基编码基因的荧光定量PCR结果显示,这两个基因主要在中肠、脂肪体、生殖腺和丝腺中表达。使用溴酚蓝染色的方法分析上蔟期丝腺不同区段的pH情况,结果显示家蚕后部丝腺、中部丝腺后区和中区为中性或碱性环境,中部丝腺前区pH急剧下降到酸性环境,前部丝腺也为酸性环境。进一步对V-ATP酶A、B亚基编码基因在上蔟期丝腺不同区段进行表达情况分析,发现V-ATP酶A、B亚基基因在前部丝腺和中部丝腺前区高量表达,推测V-ATP酶可能与这两个区域低pH环境的产生和维持相关。【结论】明确了V-ATP酶在家蚕各组织的表达情况,V-ATP酶可能与中部丝腺前区和前部丝腺腺腔的酸化相关,这为进一步研究V-ATP酶的生理功能提供了理论依据。     

棉铃虫V-ATP酶E亚基基因克隆及表达分析

为进一步探明V-ATP酶亚基的功能,克隆了棉铃虫V-ATP酶E亚基开放阅读框;并通过荧光定量PCR,测定了V-ATP酶E亚基在棉铃虫不同发育阶段和不同组织中的基因表达量。结果表明,棉铃虫V-ATP酶E亚基开放阅读框长681 bp,编码226个氨基酸;V-ATP酶E亚基是一个保守亚基,与斜纹夜蛾的氨基酸序列一致性高达92%;V-ATP酶E亚基在棉铃虫卵、幼虫、蛹和成虫等发育阶段都有表达,以5龄幼虫表达量为最高,在触角、头、胸、腹、足、翅、外生殖器和中肠等组织中亦均有表达,其中在4龄中肠中表达量最高。说明V-ATP酶E亚基在棉铃虫的生长发育及代谢过程中发挥着重要作用。     

草地贪夜蛾V-ATPase亚基E、F、G和H基因的克隆与表达分析

【目的】液泡型ATP酶（vacuolar-type proton ATPase, V-ATP酶）维持着适合真核细胞内膜室生化功能的pH环境。本研究旨在克隆草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda V-ATP酶V₁结构域E、F、G和H亚基基因,并对其时空表达谱进行分析。【方法】采用RT-PCR技术克隆了草地贪夜蛾V-ATP酶E、F、G和H亚基基因,通过实时荧光定量PCR技术测定了其在草地贪夜蛾不同发育阶段的表达动态。【结果】V₁结构域E、F、G和H亚基在鳞翅目昆虫之间具有高度保守性,且均与斜纹夜蛾Spodoptera litura同源性最高。E～H亚基在草地贪夜蛾所有发育时期均有表达,且都出现了在卵期和蛹期表达量低,雄成虫中高量表达的现象,同时不同的亚基在不同发育阶段表达量又有差异。【结论】本研究克隆了草地贪夜蛾V-ATP酶E、F、G和H亚基基因,明确了其在不同发育阶段的表达水平,为进一步研究基因功能以及筛选分子靶标奠定了基础。     

大肠杆菌志贺样毒素Ⅱ型基因的分子克隆

本文克隆了含大肠杆菌志贺样毒素Ⅱ型基因的2．0kbSau3AⅠ酶切片断，对插入片段进行了核苷酸序列测定，1298bp的核苷酸序列包含2个完整的开放读框，其中SLT ⅡA亚基基因编码区长957bp，编码319个氨基酸多肽，SLTⅡB亚基基因编码区长267bp，编码89个氨基酸多肽，与已知人源的SLTⅡ基因核苷酸序列比较具有99％的同源性，与SLTⅠ结构基因相比，A亚基同源序列为56．43％，B亚基为60．15％。     

朱砂叶螨烟碱型乙酰胆碱受体α4亚基基因的克隆与序列特征分析

烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)是一种对神经递质乙酰胆碱起快速反应的激动剂门控离子通道,也是新烟碱类杀虫剂的作用靶标。此研究利用同源克隆结合RACE技术,从朱砂叶螨敏感品系中克隆了一条nAChR基因,全长为2 023bp,开放阅读框长1 635bp,编码544个氨基酸。预测分子量(Mr)为62.20kDa,等电点(pI)为5.00。根据同源性及系统发育分析,将其命名为Tcα4,提交至NCBI数据库,获得GenBank登陆号为KP694228。Tcα4具有nAChRα亚基典型结构特征:N端胞外结构域和C端跨膜结构域。Tcα4与二斑叶螨nAChRα4亚基基因序列同源性高达98.71%,与二斑叶螨其他nAChR亚基基因同源性仅在20.07%~43.16%之间,与其他昆虫nAChRα4亚基基因同源性在45.96%~56.07%之间。系统发育分析结果表明朱砂叶螨与二斑叶螨和肩突硬蜱nAChRα4亚基基因在同一分支,与其他昆虫nAChRα4亚基基因则较远。朱砂叶螨nAChRα4亚基基因的克隆为朱砂叶螨其他nAChR亚基基因的研究及以nAChR为作用靶标的新型杀螨剂的研究提供了一种新途径,奠定了基础。     

龙眼胚性愈伤组织线粒体ATP合酶β亚基基因克隆及其在龙眼体胚发生过程中的表达分析

【目的】克隆龙眼(Dimocarpus longan Lour.)胚性愈伤组织线粒体ATP合酶β亚基基因(mitochondrial F1-ATPase beta subunit gene),并分析该基因在龙眼体胚发生过程中的表达情况。【方法】采用RT-PCR结合RACE法,通过T/A克隆测序,获得龙眼胚性愈伤组织线粒体ATP合酶β亚基基因全长序列;随后通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法研究该基因在龙眼体胚发生过程中的表达规律。【结果】成功克隆龙眼胚性愈伤组织线粒体ATP合酶β亚基基因完整cDNA序列(GenBank登录号:FJ222749),该序列全长2099bp,由1677bp核苷酸组成的ORF,编码558个氨基酸。该基因与其它植物的线粒体ATP合酶β亚基基因在核苷酸序列和推导的氨基酸序列方面相似性较高。对来源于动、植物的28条线粒体ATP合酶β亚基基因编码区序列所构建的进化树分析表明,由线粒体ATP合酶β亚基基因编码区序列所建立的系统关系树与真实的动、植物进化基本一致,龙眼处在双子叶植物中,由于该基因在龙眼同科属的植物中为首次克隆,所以有自己单独的分支。qRT-PCR结果分析表明,随着龙眼体胚的发育,线粒体ATP合酶β亚基基因转录水平逐渐升高,到球形胚阶段达到最高,而后又急剧下降,到鱼雷形胚阶段降到最低,子叶形胚阶段略有升高。【结论】龙眼线粒体ATP合酶β亚基基因与其它植物相应序列具有较高同源性,在龙眼体胚发育过程中,以球形胚阶段的表达最高。     

牛SRY基因的克隆与测序

以牛基因组DNA为模板,在一对特异性引物的引导下,利用PCR技术成功地扩增了牛SRY基因。纯化回收目的片段,克隆到pMD 18-T载体上,筛选阳性克隆测序,得到SRY基因两端的序列(5′端641 bp,3′端786bp)。与网上公布的牛SRY基因序列进行同源性比较,结果显示,牛SRY基因长度为2 713 bp,克隆的5′和3′端2个片段与网上公布的牛SRY基因序列对应片断的同源性分别为98.7%和98.1%。     

朱砂叶螨V-ATP酶H亚基基因克隆及特征分析

【目的】为了寻找有效防治朱砂叶螨的生物学方法。【方法】克隆朱砂叶螨V-ATPaseH基因,对该基因序列进行生物学特征分析;采用实时荧光定量PCR技术对V-ATPaseH进行不同时期表达特征分析。【结果】成功克隆V-ATPaseH基因(GenBank登陆号：OQ834270),基因全长1 540 bp,阅读开放框为1 475 bp,编码491个氨基酸;V-ATPaseH在朱砂叶螨的卵、幼螨、若螨、成螨4个时期均有表达。其中以朱砂叶螨成螨时期表达量最高,其次是若螨、卵,幼螨时期表达量最低。【结论】克隆得到朱砂叶螨V-ATPaseH基因,明确其不同时期的表达特征,为今后研究以V-ATP酶为靶标的新型生物农药杀螨剂研制奠定基础。     

固始鸡α干扰素基因克隆与序列分析

参照GenBank上登陆的鸡α干扰素基因序列设计一对引物,应用PCR技术直接从固始鸡肝组织基因组DNA中扩增鸡α干扰素基因.将特异性片段克隆入pGEM-T Easy载体中,转化JM109感受态细胞,经质粒PCR鉴定及酶切鉴定筛选阳性菌株送往大连宝生物公司测序.测序结果表明,固始鸡α干扰素基因为582 bp.用DNAStar软件对克隆的固始鸡α干扰素基因与GenBank发表的其它品种鸡α干扰素基因序列进行同源性分析,核苷酸同源性在97.9%以上,氨基酸同源性在96.9%以上.     

苎麻4-香豆酸辅酶A连接酶-1基因的克隆与分析

为了抑制苎麻木质素代谢关键酶基因的表达,克隆苎麻内源木质素代谢关键酶的基因,为通过基因手段降低木质素含量奠定基础.以苎麻为材料,采用PCR方法,以简并引物从苎麻基因组DNA模板中,首次克隆了其木质素代谢关键酶基因4-香豆酸辅酶A连接酶-1基因(4CL-1)的DNA部分序列,长度为983bp;采用RT-PCR的方法,以特异引物,从苎麻茎RNA反转录的cDNA为模板中,首次克隆了苎庥4CL-1cDNA核心序列,长度为110bp;经生物信息学方法分析,得知所获得的基因序列编码一段含37个氨基酸残基的多肽,该多肽与几个酰基合成酶和AMP结合酶的同源性较高,可以推论其编码了AMP形成与结合的保守区域.     

东方粘虫中肠V-ATPase H亚基原核表达及纯化

对东方粘虫Mythimna separate(Walker)中肠V-ATPase H亚基基因(VATPH)进行克隆、原核表达及纯化。首先采用RT-PCR技术克隆基因,再构建原核表达载体(pET15b-VATPH)并转入E.coil BL21(DE3),经异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactoside,IPTG)诱导表达,用Ni-NTA柱及S-200分子筛纯化,最后进行SDS-PAGE分析。结果表明,pET15b-VATPH可高效表达V-ATPase H亚基,纯化后可获得单一条带且分子质量约为55ku的重组蛋白。该结果为进一步研究V-ATPase H亚基的晶体结构,药物小分子与H亚基大分子的相互作用,尤其是以H亚基为筛选模型创制新农药奠定基础。     

利用RNAi技术沉默东方粘虫V-ATP酶H亚基研究

昆虫V-ATP酶(vacular-type ATPase)是以ATP为能量跨膜转运H+的质子泵,对其亚基进行干扰都会影响ATPase的活性,进而影响昆虫的生理生化指标。本研究利用特异性引物通过RT-PCR法扩增东方粘虫(Mythimna separata)V-ATPase H亚基的2个片段,合成相应dsRNA,通过显微注射导入3龄粘虫体内,观察试虫表型及存活情况,RT-PCR检测试虫体内H亚基的表达。结果表明,注射粘虫V-ATPase H亚基的dsRNA能够显著降低粘虫中肠V-ATPase H亚基的表达水平,直至导致目的基因沉默和粘虫死亡。本项研究成功实现东方粘虫体内V-ATPase H亚基基因沉默。     

杠柳新苷P和E对粘虫和小地老虎中肠3种解毒酶的影响

为进一步探讨杠柳新苷类化合物在昆虫体内的代谢机制。比较研究高活性杠柳新苷P(Periploca sepium P,PSP)和无杀虫活性的杠柳新苷E(Periploca sepium E,PSE)对6龄粘虫幼虫(Mythimna separata)与小地老虎幼虫(Agrotis ypsilon)中肠3种代谢酶[羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、细胞色素P450-O-脱甲基酶]活性的影响。结果表明:药后8h,PSP和PSE使粘虫幼虫GST活性增加,但PSP上升趋势比PSE更高。而2种化合物对试虫CarE活性均无明显影响。药后12h,PSP和PSE使粘虫中肠细胞色素P450-O-脱甲基酶酶比活力显著下降,而小地老虎中该酶活性无明显变化。因此,可推测GST可能参与昆虫对杠柳毒素的解毒作用,而细胞色素P450-O-脱甲基酶活性被杠柳毒素抑制可能是造成粘虫中毒的机制之一。     

东方粘虫中肠V-ATP酶a亚基的克隆及原核表达

对东方粘虫[Mythimna separata(Walker)]中肠V-ATPase a亚基(MS-VATPa)cDNA全长序列进行克隆、原核表达及纯化研究。采用RT-PCR和RACE技术克隆MS-VATPa基因,再亚克隆于原核表达载体pET-22b(+)以构建重组载体pET22b-MS-VATPa,将鉴定正确的重组质粒转入E.coli BL21(DE3)进行IPTG诱导表达,采用Ni-NTA柱亲和层析法纯化目标蛋白,并进行SDS-PAGE和Western blot验证。结果表明:成功克隆东方粘虫中肠MS-VATPa基因的cDNA全长序列,并实现MS-VATPa基因在大肠杆菌原核表达系统中的可溶性表达。     

东方粘虫中肠V-ATP酶A亚基突变体TSCA的原核表达及复性纯化

根据得到的东方粘虫[Mythimna separate(Walker)]中肠V-ATPase A亚基(VHA-A)基因(VATPA),预测其三维结构,构建定点突变并复性。利用Swiss-Model在线预测VHA-A三维结构,确定突变位点,通过重折叠PCR(Overlap-PCR)技术构建突变基因并将其整合到pET-22b(+)载体上,得到重组质粒pET-22b(+)-TSCA,转入大肠杆菌BL21中表达,最后通过亲和层析纯化包涵体蛋白质并进行透析复性。结果表明,成功构建突变基因和融合表达载体,融合蛋白质以包涵体形式表达,并得到大量纯化的可溶性蛋白。     

凡纳滨对虾繁育相关基因Allatostatin-AR的克隆与表达分析

咽侧体抑制素主要抑制昆虫咽侧体保幼激素的分泌,是昆虫体内重要的神经肽,在甲壳动物体内可能参与繁殖发育的调节。本研究利用RACE PCR技术对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)A型咽侧体抑制素受体(Allatostatin-A receptor,AST-AR)基因进行克隆,获得全长为2 650 bp的cDNA,包括1 425 bp的开放阅读框,1 170 bp 5''非编码区,55 bp 3''非编码区,编码474个氨基酸,形成具有7个跨膜区的不稳定亲水性蛋白。同源性和系统发育分析结果表明凡纳滨对虾AST-AR基因与斑节对虾(Penaeus monodon)、美洲龙虾(Homarus americanus)同源性最高,亲缘关系最近。氨基酸多重序列比对结果显示AST-AR氨基酸TM7后C末端精氨酸在不同物种之间高度保守。实时荧光定量PCR结果显示,AST-AR基因在雌、雄凡纳滨对虾多个组织(眼柄、脑、胃、肝胰腺、鳃、性腺、肠、肌肉)中均有表达,除脑组织外AST-AR基因在雌性凡纳滨对虾中相对表达量高于雄性。在幼体发育中,AST-AR基因的相对表达量随发育阶段上升,同时该基因在不同群体仔虾生长对比实验中表达量差异显著。据此推测AST-AR基因参与凡纳滨对虾的繁殖、幼体发育、幼虾生长到成虾,基因表达基本贯穿凡纳滨对虾的一生。     

鹅神经肽Y基因的克隆及生物信息学分析

克隆出鹅NPY基因并对序列进行分析。根据鸡NPY基因核苷酸序列设计引物,利用RT-PCR方法获得了鹅NPY基因的编码序列,并用相关软件及在线分析方法对其核苷酸及氨基酸序列进行分析。结果表明,鹅NPY基因长度为371 bp,包含294 bp整个开放阅读框,共编码97个氨基酸,其分子量预测值为11.083 kD,等电点为(pI)为5.76。鹅NPY基因核苷酸序列与禽类和哺乳动物的序列同源性分别为96%~97%、86%~88%。氨基酸进化树分析发现NPY基因具有种间多样性,鹅NPY与其他禽类处于同一分支。成功克隆鹅NPY基因CDS序列并对其进行了生物信息学分析,为深入研究其功能奠定基础。     

Isolation and Sequence Analysis of HMW Glutenin Subunit 1Dy10. 1 Ecoding Gene from Xinjiang Wheat （Triticum petropavlovskyi Udacz. et Migusch）

A novel HMW glutenin subunit gene 1Dy10. 1 was isolated and characterized from Xinjiang wheat （Triticum petropavlovskyi. Udacz. et Migusch） accession Daomai 2. The complete open reading frame （ORF） of 1Dy10. 1 was 1 965 bp, encoding 655 amino acids. The numbers and distribution of cysteines in 1Dy 10.1 were similar to those of 1Dy10 and other y-type subunits. In the N-terminal of 1Dy 10.1, an amino acid was changed from L （leucine） to P （proline） at position 55. The repetitive domain of 1Dy10.1 differed from those of known HMW subunits by substitutions, insertions or/and deletions involving single or more amino acid residues. In the repetitive domain of subunit 1Dyl 0.1, the deletion of tripeptide GQQ in the consensus unit PGQGQQ resulted in the appearance of the motif PGQ that have not been observed in other known y-type HMW subunits. In comparison with the subunit 1Dy 12, a deletion of dipeptide GQ, which occurred in subunit IDy10, was also observed in subunit 1Dy10.1. The cloned IDylO. 1 gene had been successfully expressed in Escherichia coli, and the expressed protein had the identical mobility with the endogenous subunit IDy10.1 from seed.     

马铃薯StTrxF基因的克隆与功能分析

为探究马铃薯硫氧还蛋白基因(StTrxF)的耐盐生理机制,通过RT-PCR方法从马铃薯品种中薯5号中克隆得到全长549bp硫氧还蛋白基因(StTrxF)。该基因编码182个氨基酸,预测蛋白质分子量为44.17ku,理论等电点(pI)为5.23,具有典型的Thioredoxin结构域。由StTrxF基因推导的氨基酸序列与番茄、拟南芥、芝麻和赤霞珠等TrxF蛋白质氨基酸序列的同源性为96.02%～59.28%。构建植物过表达载体,导入拟南芥中,获得转基因拟南芥纯系植株。通过对转基因拟南芥植株的耐盐离体和盆栽鉴定,表明转基因植株的耐盐性显著提高。同时盐胁迫下,转基因植株的超氧化物歧化酶(SOD)活性和脯氨酸含量显著提高,丙二醛(MDA)含量显著降低。结果表明,表达StTtxF基因通过增加转基因植株脯氨酸含量,提高SOD活性,降低MDA含量,以维持细胞渗透平衡并激活ROS清除系统,具有提高转基因拟南芥植株耐盐性的显著效果。     

魔芋GDP甘露糖焦磷酸化酶基因及其启动子的克隆与分析

以花魔芋和白魔芋为材料,通过魔芋5个转录组高通量测序数据库,与拟南芥进行tBlastn比对、拼接,得到魔芋中的GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因GMP的推定全长,设计基因特异性引物,克隆得到魔芋GMP基因的部分cDNA序列,长度为1 233 bp,其中基因编码区长度为1 086 bp,编码的氨基酸为361个.在此基础上运用FNPI-PCR技术得到了魔芋GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因GMP上游启动子2 116 bp,经生物信息学分析,该序列具有典型的TATA-box、 CAAT-box及与胁迫相关的元件和光应答元件.